[发明专利]用于公路隧道内关键结构抗爆耐高温性测试系统及方法

说明书

本发明涉及一种用于公路隧道内关键结构抗爆耐高温性测试系统及方法，属于公路隧道检测领域。该系统包括模型隧道子系统、供气子系统和DIC应变测量子系统；模型隧道子系统为马蹄型拱弧，材质为熔点为1000℃的微晶玻璃；供气子系统将可燃性气体按设定的浓度和量泵入爆炸室内；DIC应变测量子系统采用非接触光学测量方法，测量物体的空间三维坐标以获得隧道关键结构的三维图形，以及在爆炸冲击作用下隧道关键结构的位移和应变数据，分析裂纹宽度变化规律，录制爆炸时隧道内的影像。本发明能够获得爆炸的实时影像，以及可燃性气体爆炸时多场时空分布信息及模型隧道结构的应变及损伤数值仿真技术，能够保障达成研究目标并解决关键科学问题。

技术领域

本发明属于公路隧道检测领域，涉及用于公路隧道内关键结构抗爆耐高温性测试系统及方法。

背景技术

为了获取隧道内关键结构在发生爆炸时的抗爆耐高温性的参数，需要进行室内实验，室内实验的优点在于模拟燃气泄漏程度的选择和实验装置及方法的设计，实用新型专利(CN207036738U)提供了一种隧道顶板耐火性能测试系统，模型基于原型隧道结构制作而成，构件置于火灾炉上方，模拟顶板受到火灾影响的情况，研究了隧道顶板的耐火特性。实用新型专利(CN212254622U)提供了一种公路隧道火灾检测系统开发及应用方向测试平台，通过设置燃烧发生箱、水箱、隧道模型的平台本体来模拟公路隧道的火灾事故实现模拟火灾检测，检测公路隧道的耐高温特性。发明专利(CN110359594A)提供了一种抗爆轰墙体结构及施工方法、测试装置及方法，通过在墙体上涂抹抗爆轰弹性体涂层，发生爆炸后观测标尺的滑移情况来判断墙体的抗爆性。发明专利(CN112880956A)提供了一种爆炸多物理场作用下的防爆装备测试系统，将待测构件罩在爆炸物外部放置在环形靶标中心，通过不同的测试系统测量防爆条件下爆炸物产生的冲击波、地震波、温度场、声压等参数。发明专利(CN112240857A)提供了一种地下管廊内燃气舱防火墙抗闪爆冲击的模拟试验装置，通过传感器测量爆炸时防火墙产生的位移和压力参数，检测构件的抗爆性能。

综上所述发现现有技术存在以下不足：

实用新型(CN207036738U)提供的耐火性能测试装置，只能检测隧道顶板的耐火性能，使用范围受限，不能用于检测隧道内其他结构的耐火性能。实用新型专利(CN212254622U)提供的公路隧道火灾检测系统开发及应用测试平台，只能检测隧道内火灾的发生情况，布置救援方案，不能检测隧道在火灾事故中结构的微小变化。发明专利(CN110359594A)提供的一种抗爆轰墙体结构及施工方法、测试装置及方法，通过墙体的形变以及用动物的存活情况得出墙体的抗爆性，此方法成本高实验精确度不高。发明专利(CN112880956A)提供一个爆炸多物理场作用下的防爆装备测试系统，通过爆炸产生得到各类参数，与经过防爆装备削弱后的参数比较得出防爆装备的防爆性，此类检测方法检测不了无法穿过防爆装备的能量，因此无法检测出隧道内部的参数信息。发明专利(CN112240857A)提供的模拟试验装置，通过位移测量器和压力测量弹簧测量防火墙承受的压力和位移情况，得出防火墙的抗爆性，无法检测出因为爆炸导致构件结构发生的变化。

现有的专利中一部分仅检测了抗爆性，一部分仅检测了耐高温性，没有同时检测抗爆性和耐高温性的方法，且仅仅通过位移和压力来判断构件性能的好坏，无法检测到爆炸后构件结构中出现的变化。并且用火灾炉、燃烧发生箱内的燃烧模拟公路隧道内爆炸产生的火焰存在较大差异的。除此之外现有的爆炸实验对安全性要求较高，具有可重复性差、成本高的缺点。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种用于公路隧道内关键结构抗爆耐高温性测试系统及方法，用于模拟隧道内发生爆炸的情况，测量并研究公路隧道内关键结构的抗爆耐高温性能的好坏，从而提升隧道关键结构的性能以达到降低因爆炸导致损失的目的。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：